전하 축적으로 이어져 스퍼터링 공정을 방해하고 심각한 작동 문제를 일으킬 수 있는 절연체의 고유한 전기적 특성 때문에 절연체에는 주로 DC 스퍼터링을 사용하지 않습니다.
절연 타겟의 전하 축적:
절연 재료는 정의상 전기를 잘 전도하지 않습니다. DC 스퍼터링에서는 스퍼터링이라는 공정을 통해 입자를 방출하기 위해 타겟 재료에 직류 전류를 인가합니다. 그러나 타겟이 절연체일 경우 인가된 직류 전류가 재료를 통과할 수 없어 타겟에 전하가 쌓이게 됩니다. 이러한 전하 축적은 스퍼터링 공정에 필수적인 안정적인 가스 방전을 방해할 수 있습니다. 안정적인 방전이 이루어지지 않으면 스퍼터링 공정이 비효율적이 되고 심지어 완전히 중단될 수도 있습니다.절연 기판의 전하 축적:
마찬가지로 기판이 절연체인 경우 증착 공정 중에 전자가 축적될 수 있습니다. 이러한 축적은 기판과 증착된 필름을 모두 손상시킬 수 있는 파괴적인 전기 방전인 아크의 발생으로 이어질 수 있습니다. 이러한 아크는 기판의 절연 특성을 극복하는 데 필요한 높은 전압으로 인해 발생하며, 이로 인해 국부적으로 높은 전기적 스트레스가 발생하는 영역이 생성됩니다.
리액티브 DC 스퍼터링의 도전 과제:
금속 타겟을 반응성 기체와 함께 사용하여 절연 코팅을 형성하는 반응성 DC 스퍼터링을 사용하는 경우에도 문제가 지속됩니다. 절연막이 기판 위에서 성장함에 따라 전하가 발생하여 아크와 같은 문제가 발생할 수 있습니다. 또한 양극이 코팅되어 점차 절연체로 변할 수 있는데, 이는 사라지는 양극 효과로 알려진 현상으로, 스퍼터링에 필요한 전기 환경을 더욱 복잡하게 만들어 문제를 악화시킵니다.
대안: RF 스퍼터링:
